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Klangsynthese, Sound Design und Klangbearbeitung - Teil 18

Sampling: Wavetables

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Im letzten Artikel haben wir einen ersten Blick auf Sampling geworfen und die Pulse Code Modulation (PCM) besprochen. In diesem Teil schauen wir uns Wavetables und Sample Banks genauer an.

Der PCM Standard kommt bei digitalem Audio, Computer Musik, CD Produktionen und digitaler Telephonie zum Einsatz. Bei PCM wird das Signal bei regulären Intervallen verändert und digital kodiert.

Wir haben im letzten Artikel auch besprochen dass Sampling die Grundlage für die Digitalisierung ist. Und genau hier spielt uns die Terminologie einen Streich - haltet Euch also fest…

Was für ein Durcheinander

Es gibt beim Sampling zwei Aspekte die man gerne durcheinander bringt. Das erste betrifft das „ Sample“ selbst. So wird ein Signal - welches für sich aus vielen Samples (wir erinnern uns 44’100 Samples pro Sekunde für CD Qualität) besteht - welches komplett digitalisiert wurde ebenfalls als Sample bezeichnet! Diese Bezeichnung beschreibt Audiodateien die für sich wieder als Grundlage einer Klangerzeugung verwendet werden - mehrere dieser Sounds werden somit auch „Sample Banks" genannt.

Und hier fängt die zweite Verwirrung an, denn diese Banks darf man auf keinen Fall mit „Wavetables“ verwechseln (die ja ebenfalls aus Samples zusammengesetzt werden).

Machen wir uns also daran hier ein wenig Licht in die Sache zu bringen.

Wavetable Synthesis

Wavetable Synthese funktioniert nur in der digitalen Umgebung. Sie basiert darauf dass eine periodische Wellenform sich von Natur aus wiederholt. Die Wavetable Synthese benötigt somit zur Erzeugung eines durchgehenden Klangs lediglich den ersten Durchgang dieser periodischen Wellenform, welcher anschliessend so lange wiederholt wird bis der Befehl kommt den Klang anzuhalten. Um dies zu realisieren muss der Zyklus in einem Loop ausgelesen werden - und alle diese Loops zusammen nennt man Wavetable.

Wir haben bereits besprochen dass die Tonhöhe davon abhängt wie häufig eine periodische Wellenform pro Sekunden durchlaufen wird - genau dies geschieht auch bei der Wavetable Synthese. Dies ist das Prinzip hinter digitalen Oszillatoren.

Diese gerade eben beschriebene Methode beschreibt die so genannten „Fixed“ Wavetable Synthese da sich sich auf eine einzige Wellenform bezieht. Es können jedoch mehrere Wavetables - jede mit einer anderen Wellenform - auf einem Synthesizer koexistieren. Diese Synthesizer können von einem Wavetable in den anderen übergehen was zu sehr interessanten Übergangseffekten führt! Dies wird „Multiple“ Wavetable Synthese genannt.

Sample Banks

Sample Banks bestehen aus „ganzen“ Sounds die aufgenommen wurden und in den Speicher eines Hardware Moduls oder Rechners geladen werden können.

In diesem Fall wurden nur gewisse „Noten“ eines Instrumentes aufgenommen und ein Algorithmus definiert  die Tonhöhe für die weiteren Noten, was manchmal auch einen negativen Einfluss auf die Klangqualität des Instrumentes haben kann. Moderne digitale Speicher erlauben das Digitalisieren eines kompletten Klaviers wobei jede Taste (und sogar schon fast jede Dynamikstufe) als eigenes Sample zur Verfügung steht.

Sampler verrichten diese Arbeit im Hintergrund und spielen je nach Tonhöhe oder Dynamik das entsprechende Sample ab.

In der Praxis

la synthèse sonore

Sampler wurden ja erfunden um eine Methode zu haben die der additiven Synthese überlegen war. Neben dem legendären Fairchild CMI gab es jedoch schon vorher analoge Versuche aufgezeichnete Signale reproduzieren zu können. Eines der bekanntesten Beispiel ist wohl das Mellotron welches in den 60er Jahren auf dem Markt erschien und einzelne Samples über magnetische Tonbänder speicherte und abspielte.

Dennoch war es der Fairchild Sampler welcher für das moderne Sampling Konzept verantwortlich ist. Er öffnete die Tür für den E-MU Emulator, die berühmten AKAI Sampler und sogar die modernen Sampler wie Kontakt von Native Instruments oder Spectrasonics Omnisphere.

La synthèse sonore

Die Wavetable Synthese wurde von Wolfgang Palm in den fürhen 80er Jahren mit dem PPG Synthesizer eingeführt, doch es gibt eine Menge Hersteller welche sie immer noch als alternative Klangerzeugung einsetzen.

So könnt Ihr zum Beispiel auf dem linken Screenshot sehr gut sehen wie die ersten drei Klangerzeuger im berühmten Absynth ein Sample in Form einer .wav Datei alsl Grundlage für die Klangerzeugung verwenden.

Dank der voranschreitenden digitalen Entwicklung ist verschwindet Grenze zwischen der Wavetable Synthese und Sampling zudem immer mehr.

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